表面喷涂技术在内燃机缸套上的应用
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（1）自 行 设 计 研 制 出 了 一 种 新 型 陶 瓷 气 缸 套 ，该 缸 套 的综合性能优异，能够比目前市场上应用的未处理的缸 套的使用寿命提高 2 倍以上。
（2）AT13 陶瓷喷涂材料的耐磨性能突出，结合强度和 热震性等性能完 全 符 合 缸 套 的 工 作 环 境 ，价 格 便 宜 ，是 喷 涂缸套的最佳涂层材料。
TiO2+Al2O3 200 510 60- 68 105.3 100 2 0.2 70 80
Cr3C2- NiCr 200 480 60- 65 105.3 100 2 0.2 70 80
Ni60/Mo 200 470 55- 60 105.3 100 2 0.2 70 80
2.2 实验数据的处理与分析 （1）Al2O3+ TiO2 涂层显微组织分析 Al2O3+TiO2 （下 文 中 简 称 AT13） 复 合 陶 瓷 涂 层 呈 层 片
表 1 三种涂层的工艺参数（注：载气压力 0 .5MP a 0 .9 MP a）
送粉 电弧 粉末类型 转速 电流
（r/min） （A）
电弧 电压 （V）
（送kg粉/m量in）（喷 距mm涂 离）（mA3/rH）（mN3/2H）（R工 转/m件速in）（喷 动mm枪 速/m移 度i）n
NiCrAl 200 420 45- 50 105.3 100 2 0.2 70 80
67
896 . 78 741 . 89 756 . 17 827 824
（4）涂 层 力 学 性 能 检 测 结 果 与 分 析 从图表中可以 明 显 看 出 Al2O3+TiO2 涂 层 的 显 微 硬 度 值 要高于 Cr3C2- NiCr 和 Ni60/Mo,体现出了更强的耐磨性。 （5）涂 层 磨 粒 磨 损 性 能 的 研 究
[D], American: 216.
（下转第 30 页）
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现代制造技术与装备
Fra Baidu bibliotek2011 第 1 期 总第 200 期
（1）粘 着 磨 损 粘着磨损是油膜被破坏而发生齿面金属的直接接触 形成的。产生粘着磨损的原因可能是齿轮工作在低速 、重 载 、高 温 、润 滑 油 粘 度 太 低 、供 油 不 足 和 齿 面 粗 糙 等 情 况 。 （2）磨 粒 磨 损 由于润滑油中夹杂直径大于 30μm 以上的磨粒，或者 污 物 、金 属 屑 末 、尘 埃 和 砂 粒 等 进 入 齿 的 工 作 表 面 ，引 起 磨粒磨损。 （3）腐 蚀 磨 损 润 滑 油 中 含 有 酸 、碱 和 水 等 易 对 金 属 产 生 腐 蚀 的 化 学 物质，与齿面发生化学反应，由腐蚀导致齿面损伤 。 除了上述三类磨损情况外，由于不对中 、联轴节磨损， 装配不良以及扭转共振，在齿轮啮合点引起很大的扭矩 变化，使齿轮啮合时的 冲 击 加 大 ，这 些 因 素 也 将 加 速 齿 的 磨 损 。此 外 ，齿 轮 金 属 材 料 的 热 处 理 质 量 差 也 容 易 发 生 齿 的磨损故障。 改 善 润 滑 、密 封 条 件 ，在 润 滑 油 中 加 入 减 磨 添 加 剂 ，保 持润滑油的清洁，提 高 齿 面 硬 度 等 ，均 能 提 高 齿 面 的 抗 磨 料磨损。 4 齿面胶合 胶 合 是 比 较 严 重 的 粘 着 磨 损 。 在 高 速 重 载 传 动 时 ，因 滑动速度高而产生的瞬时高温会使油膜破裂，造成齿面 间的粘焊现象，粘焊 处 被 撕 脱 后 ，轮 齿 表 面 沿 滑 动 方 向 形 成沟痕 ，这种胶合称为 热 胶 合 。 在 低 速 重 载 传 动 中 ，不 易 形成油膜，摩擦热虽不 大 ，但 也 可 能 因 重 载 而 出 现 冷 焊 粘
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现代制造技术与装备
2011 第 1 期 总第 200 期
（a）Ni60- Mo 背 散 射 电 子 像 500 ×
（b）Ni60- Mo TEM 像 60000 ×
图 3 Ni60- Mo 涂层组织形貌
Mo 基 固 溶 体 、 深 色 区 域 主 要 为 Ni 基 固 溶 体 、Cr7C3、Cr23C6 等硬质相。弥散分布的灰黑色小 颗 粒 是 Cr7C3 和 Cr23C6 相 。 这些 相的存在能大大提高涂层的耐磨和耐蚀 性 能 。 Cr 的
粒子构成的层絮状结构，母材组织与喷涂前相比无晶粒
长大现象，涂层晶粒渗入母材晶界。界面上有极少量孔
洞，这些空洞是由于喷砂方向与喷涂层方向不一致造成
的 。 黑 相 是 Cr3C2 相 ， 白 相 为 NiCr 相 。 由 图 4 （b） 知 ： Cr3C2- NiCr 涂 层 中 主 要 含 有 γ- Ni （镍 基 固 溶 体）、Cr3C2、 Cr7C3、Cr23C6、Cr2O（3 硬质强 化 相）。 这 几 种 硬 质 强 化 相 不 但 硬度高，还有很好的高温稳定性和抗氧化、耐腐蚀的性 能，能大大提高涂层的耐磨和耐蚀性能 。但含量过多会降
由 透 射 电 镜 的 衍 射 结 果 可 知 ，AT13 等 离 子 涂 层 主 要 含 有 面 心 立 方 结 构 的 亚 稳 相 γ- Al2O3、 密 排 六 方 结 构 的 稳定 相 α- Al2O3、正 方 结 构 的 金 红 石 TiO2 这 几 种 相 。 图 中 的白色组织为富 Al2O3 区；涂层中鳞片 状和斑点状黑 色 组 织 为 富 TiO2 区 ； 灰 色 组 织 为 Al2O3 和 TiO2 混 合 组 织 区 ，灰 色 组 织 为 主 要 成 分 ，是 由 于 喷 涂 温 度 比 较 高 , 部 分 熔 化 的 Al2O3 和 大 部 分 熔 化 的 TiO2 混 合 在 一 起 形 成 了 Al2O3+TiO2 机 械 混 合 组 织 。 在 Al2O3 中 加 入 TiO2 虽 然 会 降 低 涂 层 硬 度，但能提高涂层致密性和改善韧性，喷涂时高熔点的 Al2O（3 2030℃）形成了多孔的骨架，而熔点相对 较 低 的 TiO2 会被熔融，填充在 Al2O3 的孔隙中，从而增强涂层韧 性 。
参考文献
[1] 曾 培 炎 . 把 汽 车 工 业 建 成 国 民 经 济 支 柱 产 业 的 思 路 与 对 策
[J], 汽车、摩托车动态, 1997, 1: 11.
[2] Avery, H.S.&others. Surface protection against wear & corrosion
关键词：表面技术 等离子喷涂 气缸套 磨损 陶瓷涂层
1 引言 内 燃 机 是 汽 车 最 关 键 的 部 件 之 一 ，内 燃 机 技 术 水 平 的
高 低 ，直 接 影 响 着 汽 车 工 业 的 发 展 。评 价 内 燃 机 一 个 重 要 指标就是气缸套的耐用度。气缸套是内燃机中工作环境 最为恶劣的零部件之一，它承受高温高压的冲击和活塞 环的往复摩擦，磨损较快且易产生拉缸现象 。
（2）Ni60- Mo（30%）涂层显微组织分析 由图 3（a）所示，组织形貌为堆积层片状，各层间 有 明 显的界面 。涂层较致 密 ，颗 粒 变 形 充 分 ，涂 层 内 部 有 少 量 孔 隙 。整 个 涂 层 与 基 材 的 界 面 呈 锯 齿 状 ，结 合 形 式 主 要 是 机械锚合，还有部分微冶金结合。图 3（b）中，浅色区域为
（3） 在等离子喷涂层中设计了少量孔隙，试验证明： 这些孔隙有储油功能，在油润滑的工作状况下能够很好 的增强缸套的耐磨性。
对 今 后 工 作 的 建 议 ：1 、陶 瓷 气 缸 套 的 台 架 试 验 以 后 有 条 件 应 进 行 检 测 。2 、除 上 述 材 料 外 ，以 后 还 应 扩 大 耐 磨 材 料的研究种类，寻求最佳缸套表面处理材料 。3、通过对涂 层进行热应力 分 析 ，来 寻 求 控 制 涂 层 应 力 ，增 强 涂 层 结 合 强度的新工艺。
工艺与装备
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表面喷涂技术在内燃机缸套上的应用
李福村 孙宏飞 燕友增 高 鹏
(山东科 技大 学材 料学院 ，青岛 266510）
摘 要：气缸套是内燃机中工作环境最为恶劣的零部件之一，磨损快且易产生拉缸现象 。基于表面技术在 气缸套上的应用现状，采用等离子喷涂技术在缸套内壁喷涂耐高温 、耐磨损的陶瓷涂 层来增强缸套的寿命 。试 验结果表明：等离子喷涂 Al2O3/ TiO2 陶瓷气缸套耐磨性好，性价比高，非常值得在缸套行业进行推广应用 。
本课题组采用热喷涂方法在缸套内壁获得耐高温 、耐 磨损的陶瓷涂层。试验证明气缸套的应用寿命提高了两 倍以上，使装有陶瓷 气 缸 套 的 内 燃 机 具 有 很 强 的 竞 争 力 。 该种陶瓷缸套将成为内燃机用缸套的替代产品，使安装 有 陶 瓷 气 缸 套 的 整 机（如 汽 车 等）使 用 寿 命 大 大 提 高 ，不 但能够占领国内市场，也同样使其在国际市场具有一定 的竞争力。 2 试验部分 2.1 材料和设备
572 911 1113 678 683 . 62 Cr3C2- NiCr
639 . 40 570 . 441 599 . 34 852 . 35 950 . 19
756 . 946
61 . 8
938 . 06 836 . 40 1029 . 67 1121 1107 . 48
Ni60/Mo
907 . 845
低涂层的结合强度。
表 2 涂层的硬度
试样
单 次 测 量 的 显 微 硬 度 值（HV100）
平均值 折合值 （HV100） （HRC）
890 . 25 901 . 16 1175 . 50 1005 . 5 1380 . 5
Al2O3+TiO2
994 . 145
69
1061 . 06 744 . 71 1022 . 04 1061 . 06 699 . 67
（b）扫 描 电 镜 像 500 ×
图 1 Al2O3+TiO2 涂 层 组 织 形 貌
产生部分微冶金结合。
由图 1（b），可以看出涂层的主要物相是 γ- Al2O3、TiO2 及 α- Al2O3。此结果与涂层的显微组织和成分分布吻合。
衍 射 角（2θ）
（c） TEM 像 40000 ×
图 2 Al2O3+TiO2 涂 层 XRD 分 析 及 透 射 电 镜
内 径 102mm、 长 210mm 壁 厚 5mm 的 缸 套 九 个 。 50mm×50mm×5mm 的试样九个。缸套及试样均为高磷铸 铁。将九个缸套均分为 ABC 三个组。打底层均喷涂 NiCrAl 粉末，粉末粒度直径 20~50μm，喷涂厚度 50~100μm。
A 组：喷涂 TiO2+ Al2O（3 13%TiO2）陶瓷涂层； B 组：喷涂 Cr3C2- NiCr（25% NiCr）陶瓷涂层； C 组：喷涂 Ni60／Mo（30% Mo）复合材料涂层。
（a）Al2O3+TiO2 磨 损 形 貌 图
（b）Ni60/Mo 磨 损 形 貌 图
（c）Cr3C2- NiCr 磨 损 形 貌 图
（d）基 体 高 磷 铸 铁 磨 损 形 貌 图
图 5 涂层与基体的磨粒磨损形貌图
在三种涂层试样中，Cr3C2- NiCr 涂层表现出了类似高磷 铸铁的较平直磨痕，但 Cr3C2- NiCr 的磨痕较细较浅，有许多 明显的凸起点和切削唇，这是涂层中的硬质相；主要磨削机 理是犁削和切削。在图（a）中 AT13 涂层上几乎看不到贯穿 整张图片的犁沟磨痕，变形被限制在一个靠近刻痕的窄区 中 ，没 有 发 现 明 显 可 见 的 剪 切 带 ，多 数 磨 痕 都 不 连 续 ，磨 痕 的宽度非常窄，深度非常浅。其磨损机理是切削和脆性断裂 或脱落磨损 。 Ni60/Mo 的磨痕特征介于 AT13 与 Cr3C2- NiCr 之 间 ，仔 细 观 察 可 以 发 现 有 些 条 痕 ，沟 槽 (犁 沟 )、凹 坑 在 一 些 硬质颗粒处断开，绕开后又继续产生新的磨痕。 4 结论
状，涂层较致密，颗粒变形充分，尺寸细小均 匀 ，涂 层 内 部 有少量孔隙，极少的 氧 化 物 夹 杂 。 涂 层 之 间 、涂 层 与 打 底 层以及打底层与钢基体之间都结合良好。整个涂层与基 材的界面呈锯齿状，结合形式属于以机 械 锚 合 为 主 , 同 时
（a）背 散 射 电 子 像 500 ×
硼化物和碳化物以及少量的铁硼化物形成高硬度金属间
化合物，提高了涂层硬度 和 耐 磨 性 ，改 善 了 涂 层 在 高 载 荷
下的摩擦磨损性能。
（a） 背 散 射 电 子 像 500 ×
（b） TEM 像 50000 ×
图 4 Cr3C2- NiCr 涂 层 组 织 形 貌 及 透 射 电 镜
（3）Cr3C2- NiCr 涂层显微组织分析 Cr3C2- NiCr 涂 层 涂 层 致 密 、均 匀 ，涂 层 与 过 渡 层 、过 渡 层与基体均结合良好，无裂 纹 、夹 杂 等 缺 陷 。 涂 层 由 扁 平
（2）AT13 陶瓷喷涂材料的耐磨性能突出，结合强度和 热震性等性能完 全 符 合 缸 套 的 工 作 环 境 ，价 格 便 宜 ，是 喷 涂缸套的最佳涂层材料。
TiO2+Al2O3 200 510 60- 68 105.3 100 2 0.2 70 80
Cr3C2- NiCr 200 480 60- 65 105.3 100 2 0.2 70 80
Ni60/Mo 200 470 55- 60 105.3 100 2 0.2 70 80
2.2 实验数据的处理与分析 （1）Al2O3+ TiO2 涂层显微组织分析 Al2O3+TiO2 （下 文 中 简 称 AT13） 复 合 陶 瓷 涂 层 呈 层 片
表 1 三种涂层的工艺参数（注：载气压力 0 .5MP a 0 .9 MP a）
送粉 电弧 粉末类型 转速 电流
（r/min） （A）
电弧 电压 （V）
（送kg粉/m量in）（喷 距mm涂 离）（mA3/rH）（mN3/2H）（R工 转/m件速in）（喷 动mm枪 速/m移 度i）n
NiCrAl 200 420 45- 50 105.3 100 2 0.2 70 80
67
896 . 78 741 . 89 756 . 17 827 824
（4）涂 层 力 学 性 能 检 测 结 果 与 分 析 从图表中可以 明 显 看 出 Al2O3+TiO2 涂 层 的 显 微 硬 度 值 要高于 Cr3C2- NiCr 和 Ni60/Mo,体现出了更强的耐磨性。 （5）涂 层 磨 粒 磨 损 性 能 的 研 究
[D], American: 216.
（下转第 30 页）
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现代制造技术与装备
Fra Baidu bibliotek2011 第 1 期 总第 200 期
（1）粘 着 磨 损 粘着磨损是油膜被破坏而发生齿面金属的直接接触 形成的。产生粘着磨损的原因可能是齿轮工作在低速 、重 载 、高 温 、润 滑 油 粘 度 太 低 、供 油 不 足 和 齿 面 粗 糙 等 情 况 。 （2）磨 粒 磨 损 由于润滑油中夹杂直径大于 30μm 以上的磨粒，或者 污 物 、金 属 屑 末 、尘 埃 和 砂 粒 等 进 入 齿 的 工 作 表 面 ，引 起 磨粒磨损。 （3）腐 蚀 磨 损 润 滑 油 中 含 有 酸 、碱 和 水 等 易 对 金 属 产 生 腐 蚀 的 化 学 物质，与齿面发生化学反应，由腐蚀导致齿面损伤 。 除了上述三类磨损情况外，由于不对中 、联轴节磨损， 装配不良以及扭转共振，在齿轮啮合点引起很大的扭矩 变化，使齿轮啮合时的 冲 击 加 大 ，这 些 因 素 也 将 加 速 齿 的 磨 损 。此 外 ，齿 轮 金 属 材 料 的 热 处 理 质 量 差 也 容 易 发 生 齿 的磨损故障。 改 善 润 滑 、密 封 条 件 ，在 润 滑 油 中 加 入 减 磨 添 加 剂 ，保 持润滑油的清洁，提 高 齿 面 硬 度 等 ，均 能 提 高 齿 面 的 抗 磨 料磨损。 4 齿面胶合 胶 合 是 比 较 严 重 的 粘 着 磨 损 。 在 高 速 重 载 传 动 时 ，因 滑动速度高而产生的瞬时高温会使油膜破裂，造成齿面 间的粘焊现象，粘焊 处 被 撕 脱 后 ，轮 齿 表 面 沿 滑 动 方 向 形 成沟痕 ，这种胶合称为 热 胶 合 。 在 低 速 重 载 传 动 中 ，不 易 形成油膜，摩擦热虽不 大 ，但 也 可 能 因 重 载 而 出 现 冷 焊 粘
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2011 第 1 期 总第 200 期
（a）Ni60- Mo 背 散 射 电 子 像 500 ×
（b）Ni60- Mo TEM 像 60000 ×
图 3 Ni60- Mo 涂层组织形貌
Mo 基 固 溶 体 、 深 色 区 域 主 要 为 Ni 基 固 溶 体 、Cr7C3、Cr23C6 等硬质相。弥散分布的灰黑色小 颗 粒 是 Cr7C3 和 Cr23C6 相 。 这些 相的存在能大大提高涂层的耐磨和耐蚀 性 能 。 Cr 的
粒子构成的层絮状结构，母材组织与喷涂前相比无晶粒
长大现象，涂层晶粒渗入母材晶界。界面上有极少量孔
洞，这些空洞是由于喷砂方向与喷涂层方向不一致造成
的 。 黑 相 是 Cr3C2 相 ， 白 相 为 NiCr 相 。 由 图 4 （b） 知 ： Cr3C2- NiCr 涂 层 中 主 要 含 有 γ- Ni （镍 基 固 溶 体）、Cr3C2、 Cr7C3、Cr23C6、Cr2O（3 硬质强 化 相）。 这 几 种 硬 质 强 化 相 不 但 硬度高，还有很好的高温稳定性和抗氧化、耐腐蚀的性 能，能大大提高涂层的耐磨和耐蚀性能 。但含量过多会降
由 透 射 电 镜 的 衍 射 结 果 可 知 ，AT13 等 离 子 涂 层 主 要 含 有 面 心 立 方 结 构 的 亚 稳 相 γ- Al2O3、 密 排 六 方 结 构 的 稳定 相 α- Al2O3、正 方 结 构 的 金 红 石 TiO2 这 几 种 相 。 图 中 的白色组织为富 Al2O3 区；涂层中鳞片 状和斑点状黑 色 组 织 为 富 TiO2 区 ； 灰 色 组 织 为 Al2O3 和 TiO2 混 合 组 织 区 ，灰 色 组 织 为 主 要 成 分 ，是 由 于 喷 涂 温 度 比 较 高 , 部 分 熔 化 的 Al2O3 和 大 部 分 熔 化 的 TiO2 混 合 在 一 起 形 成 了 Al2O3+TiO2 机 械 混 合 组 织 。 在 Al2O3 中 加 入 TiO2 虽 然 会 降 低 涂 层 硬 度，但能提高涂层致密性和改善韧性，喷涂时高熔点的 Al2O（3 2030℃）形成了多孔的骨架，而熔点相对 较 低 的 TiO2 会被熔融，填充在 Al2O3 的孔隙中，从而增强涂层韧 性 。
参考文献
[1] 曾 培 炎 . 把 汽 车 工 业 建 成 国 民 经 济 支 柱 产 业 的 思 路 与 对 策
[J], 汽车、摩托车动态, 1997, 1: 11.
[2] Avery, H.S.&others. Surface protection against wear & corrosion
关键词：表面技术 等离子喷涂 气缸套 磨损 陶瓷涂层
1 引言 内 燃 机 是 汽 车 最 关 键 的 部 件 之 一 ，内 燃 机 技 术 水 平 的
高 低 ，直 接 影 响 着 汽 车 工 业 的 发 展 。评 价 内 燃 机 一 个 重 要 指标就是气缸套的耐用度。气缸套是内燃机中工作环境 最为恶劣的零部件之一，它承受高温高压的冲击和活塞 环的往复摩擦，磨损较快且易产生拉缸现象 。
（2）Ni60- Mo（30%）涂层显微组织分析 由图 3（a）所示，组织形貌为堆积层片状，各层间 有 明 显的界面 。涂层较致 密 ，颗 粒 变 形 充 分 ，涂 层 内 部 有 少 量 孔 隙 。整 个 涂 层 与 基 材 的 界 面 呈 锯 齿 状 ，结 合 形 式 主 要 是 机械锚合，还有部分微冶金结合。图 3（b）中，浅色区域为
（3） 在等离子喷涂层中设计了少量孔隙，试验证明： 这些孔隙有储油功能，在油润滑的工作状况下能够很好 的增强缸套的耐磨性。
对 今 后 工 作 的 建 议 ：1 、陶 瓷 气 缸 套 的 台 架 试 验 以 后 有 条 件 应 进 行 检 测 。2 、除 上 述 材 料 外 ，以 后 还 应 扩 大 耐 磨 材 料的研究种类，寻求最佳缸套表面处理材料 。3、通过对涂 层进行热应力 分 析 ，来 寻 求 控 制 涂 层 应 力 ，增 强 涂 层 结 合 强度的新工艺。
工艺与装备
25
表面喷涂技术在内燃机缸套上的应用
李福村 孙宏飞 燕友增 高 鹏
(山东科 技大 学材 料学院 ，青岛 266510）
摘 要：气缸套是内燃机中工作环境最为恶劣的零部件之一，磨损快且易产生拉缸现象 。基于表面技术在 气缸套上的应用现状，采用等离子喷涂技术在缸套内壁喷涂耐高温 、耐磨损的陶瓷涂 层来增强缸套的寿命 。试 验结果表明：等离子喷涂 Al2O3/ TiO2 陶瓷气缸套耐磨性好，性价比高，非常值得在缸套行业进行推广应用 。
本课题组采用热喷涂方法在缸套内壁获得耐高温 、耐 磨损的陶瓷涂层。试验证明气缸套的应用寿命提高了两 倍以上，使装有陶瓷 气 缸 套 的 内 燃 机 具 有 很 强 的 竞 争 力 。 该种陶瓷缸套将成为内燃机用缸套的替代产品，使安装 有 陶 瓷 气 缸 套 的 整 机（如 汽 车 等）使 用 寿 命 大 大 提 高 ，不 但能够占领国内市场，也同样使其在国际市场具有一定 的竞争力。 2 试验部分 2.1 材料和设备
572 911 1113 678 683 . 62 Cr3C2- NiCr
639 . 40 570 . 441 599 . 34 852 . 35 950 . 19
756 . 946
61 . 8
938 . 06 836 . 40 1029 . 67 1121 1107 . 48
Ni60/Mo
907 . 845
低涂层的结合强度。
表 2 涂层的硬度
试样
单 次 测 量 的 显 微 硬 度 值（HV100）
平均值 折合值 （HV100） （HRC）
890 . 25 901 . 16 1175 . 50 1005 . 5 1380 . 5
Al2O3+TiO2
994 . 145
69
1061 . 06 744 . 71 1022 . 04 1061 . 06 699 . 67
（b）扫 描 电 镜 像 500 ×
图 1 Al2O3+TiO2 涂 层 组 织 形 貌
产生部分微冶金结合。
由图 1（b），可以看出涂层的主要物相是 γ- Al2O3、TiO2 及 α- Al2O3。此结果与涂层的显微组织和成分分布吻合。
衍 射 角（2θ）
（c） TEM 像 40000 ×
图 2 Al2O3+TiO2 涂 层 XRD 分 析 及 透 射 电 镜
内 径 102mm、 长 210mm 壁 厚 5mm 的 缸 套 九 个 。 50mm×50mm×5mm 的试样九个。缸套及试样均为高磷铸 铁。将九个缸套均分为 ABC 三个组。打底层均喷涂 NiCrAl 粉末，粉末粒度直径 20~50μm，喷涂厚度 50~100μm。
A 组：喷涂 TiO2+ Al2O（3 13%TiO2）陶瓷涂层； B 组：喷涂 Cr3C2- NiCr（25% NiCr）陶瓷涂层； C 组：喷涂 Ni60／Mo（30% Mo）复合材料涂层。
（a）Al2O3+TiO2 磨 损 形 貌 图
（b）Ni60/Mo 磨 损 形 貌 图
（c）Cr3C2- NiCr 磨 损 形 貌 图
（d）基 体 高 磷 铸 铁 磨 损 形 貌 图
图 5 涂层与基体的磨粒磨损形貌图
在三种涂层试样中，Cr3C2- NiCr 涂层表现出了类似高磷 铸铁的较平直磨痕，但 Cr3C2- NiCr 的磨痕较细较浅，有许多 明显的凸起点和切削唇，这是涂层中的硬质相；主要磨削机 理是犁削和切削。在图（a）中 AT13 涂层上几乎看不到贯穿 整张图片的犁沟磨痕，变形被限制在一个靠近刻痕的窄区 中 ，没 有 发 现 明 显 可 见 的 剪 切 带 ，多 数 磨 痕 都 不 连 续 ，磨 痕 的宽度非常窄，深度非常浅。其磨损机理是切削和脆性断裂 或脱落磨损 。 Ni60/Mo 的磨痕特征介于 AT13 与 Cr3C2- NiCr 之 间 ，仔 细 观 察 可 以 发 现 有 些 条 痕 ，沟 槽 (犁 沟 )、凹 坑 在 一 些 硬质颗粒处断开，绕开后又继续产生新的磨痕。 4 结论
状，涂层较致密，颗粒变形充分，尺寸细小均 匀 ，涂 层 内 部 有少量孔隙，极少的 氧 化 物 夹 杂 。 涂 层 之 间 、涂 层 与 打 底 层以及打底层与钢基体之间都结合良好。整个涂层与基 材的界面呈锯齿状，结合形式属于以机 械 锚 合 为 主 , 同 时
（a）背 散 射 电 子 像 500 ×
硼化物和碳化物以及少量的铁硼化物形成高硬度金属间
化合物，提高了涂层硬度 和 耐 磨 性 ，改 善 了 涂 层 在 高 载 荷
下的摩擦磨损性能。
（a） 背 散 射 电 子 像 500 ×
（b） TEM 像 50000 ×
图 4 Cr3C2- NiCr 涂 层 组 织 形 貌 及 透 射 电 镜
（3）Cr3C2- NiCr 涂层显微组织分析 Cr3C2- NiCr 涂 层 涂 层 致 密 、均 匀 ，涂 层 与 过 渡 层 、过 渡 层与基体均结合良好，无裂 纹 、夹 杂 等 缺 陷 。 涂 层 由 扁 平